La surveillance des effluents d'eau est un processus essentiel qui aide à protéger nos sources d'eau et la vie aquatique.
La surveillance des niveaux de pH, d'EC et d'OD dans les eaux usées et les eaux de surface est essentielle pour s'assurer que l'eau est exempte de contaminants nocifs et sans danger pour l'usage humain.
L'utilisation de contrôleurs pH/EC/ORP/OD a révolutionné la façon dont nous surveillons la qualité de l'eau en fournissant des mesures précises et fiables en temps réel.
1. Introduction à la surveillance des effluents aquatiques
La surveillance des effluents aqueux consiste à tester régulièrement la qualité des eaux usées rejetées par une installation pour s’assurer qu’elles respectent les normes réglementaires et ne nuisent pas à l’environnement. Cette surveillance est essentielle pour prévenir la contamination des sources d’eau et pour protéger la vie aquatique.
L’un des éléments clés de la surveillance des effluents d’eau est la mesure du pH, de la conductivité électrique (CE) et de l’oxygène dissous (OD).
Les paramètres les plus importants dans la surveillance des eaux usées comprennent le pH, l’EC, l’oxygène dissous, la demande biochimique en oxygène (DBO), la demande chimique en oxygène (DCO) et la turbidité.
Ces paramètres sont essentiels pour garantir la qualité de l’eau sortant des stations d’épuration, car les rejets dans les eaux de surface peuvent avoir des impacts importants sur la santé publique et la durabilité environnementale.
Les niveaux de pH indiquent l’acidité ou l’alcalinité de l’eau et peuvent affecter l’efficacité des processus de traitement.
Neutralisation du pH des effluents d'eaux usées :
Automatisation avec le contrôleur de processus universel HI510
La DBO (demande biochimique en oxygène) mesure la quantité de matière organique dans les eaux usées qui peut être décomposée par les micro-organismes, ce qui est crucial pour comprendre la quantité d’oxygène nécessaire aux processus de traitement.
La DCO (demande chimique en oxygène) mesure à la fois la matière organique biodégradable et non biodégradable, donnant un aperçu de l’efficacité de méthodes de traitement spécifiques.
Méthode rapide pour la détermination de la DCO dans les eaux usées industrielles
2. Comprendre l'importance du pH, de l'ORP, de l'EC et de l'OD
Qu'est-ce que le pH et pourquoi est-ce important ?
Le pH est une mesure de l’acidité ou de la basicité d’une solution, allant de 0 à 14.
Dans la surveillance des effluents aqueux, le pH est important car il affecte la solubilité des polluants et l’activité biologique des micro-organismes.
La plage de pH idéale pour le rejet des effluents aqueux se situe entre 6 et 9.
Un déséquilibre du pH peut avoir de graves conséquences sur l’environnement et la santé humaine.
Un pH acide peut provoquer la corrosion des tuyaux, pompes et autres équipements. Il peut également nuire à la vie aquatique et à la végétation. Un pH élevé peut provoquer l’entartrage et l’accumulation sur les surfaces, ce qui peut réduire l’efficacité et endommager l’équipement.
Comprendre l'EC et son importance dans la surveillance des effluents d'eau
L’EC mesure la capacité de l’eau à conduire l’électricité, qui est directement liée à la concentration d’ions dissous tels que les sels et les minéraux (TDS).
Des niveaux élevés de solides dissous peuvent être nocifs pour la vie aquatique et peuvent causer l’entartrage des tuyaux et de l’équipement.
Le rôle de l'oxygène dissous (OD) dans la qualité de l'eau
L’OD est une mesure de la quantité d’oxygène dissous dans l’eau, qui est essentielle à la survie des organismes aquatiques. De faibles niveaux d’OD peuvent indiquer la présence de polluants ou de matières organiques qui consomment de l’oxygène.
La surveillance de l’OD est essentielle pour maintenir des écosystèmes aquatiques sains et prévenir la mortalité des poissons.
Pourquoi ORP est une mesure de la qualité de l'eau?
Le potentiel d’oxydo-réduction (ORP) est une mesure importante de la qualité de l’eau, en particulier des effluents. L’ORP représente la capacité d’une solution à accepter ou à donner des électrons, qui peut être utilisée comme une indication de la présence et de la concentration de différents produits chimiques dans l’eau. Dans les usines de traitement des eaux usées, les mesures ORP sont couramment utilisées pour surveiller les processus de désinfection, par exemple lorsque du chlore est ajouté à l’eau effluente. Des valeurs ORP élevées indiquent qu’il y a suffisamment de chlore présent pour tuer efficacement les microbes et agents pathogènes nocifs dans l’eau.
Cependant, des niveaux ORP trop élevés peuvent également endommager l’équipement et entraîner une augmentation des coûts en raison d’une utilisation excessive de chlore.
La mesure et la gestion régulières des niveaux d’ORP sont donc nécessaires pour un traitement efficace des eaux usées, garantissant un rejet sûr dans l’environnement et protégeant la santé publique.
3. Le rôle des contrôleurs dans la surveillance des effluents aquatiques
Qu'est-ce qu'un contrôleur de processus ?
Un contrôleur de processus est un appareil qui surveille en permanence les niveaux de pH, d’ORP, d’EC et/ou d’OD dans l’eau et ajuste le dosage chimique ou les systèmes d’aération en conséquence pour maintenir une qualité d’eau optimale. Ces contrôleurs sont utilisés dans les usines de traitement de l’eau, les installations industrielles et d’autres endroits où les effluents d’eau doivent être étroitement surveillés pour respecter les réglementations environnementales.
Les avantages de l'utilisation de contrôleurs dans la surveillance des effluents d'eau
L’utilisation de contrôleurs de processus dans la surveillance des effluents aqueux offre plusieurs avantages, notamment une efficacité améliorée, une précision accrue et une consommation réduite de produits chimiques et d’énergie. Ces contrôleurs permettent également des ajustements en temps réel des paramètres de qualité de l’eau, ce qui permet un meilleur contrôle de la qualité des effluents et évite les rejets excessifs de polluants.
4. Différents types de contrôleurs d'eau et leurs caractéristiques
Contrôleurs marche/arrêt
Les contrôleurs marche/arrêt sont le type de contrôleur le plus basique, qui active une pompe ou une vanne pour ajouter ou retirer des produits chimiques lorsque la qualité de l’eau se situe en dehors de la plage souhaitée. Ces contrôleurs sont moins chers que les autres types, mais ils peuvent être moins précis et entraîner un surdosage ou un sous-dosage.
Contrôleurs proportionnels
Les contrôleurs proportionnels ajustent le taux de dosage en fonction de l’écart du paramètre mesuré par rapport au point de consigne souhaité. Ces contrôleurs sont plus précis que les contrôleurs marche/arrêt et nécessitent moins de maintenance, ce qui entraîne des économies de coûts au fil du temps.
Régulateurs PID
Les contrôleurs PID (Proportional Integral Derivative) utilisent un algorithme plus complexe pour ajuster le taux de dosage en fonction des mesures passées et présentes du paramètre de qualité de l’eau. Ces contrôleurs sont les plus précis et peuvent fournir un contrôle précis de la qualité de l’eau, mais ils ont aussi tendance à être les plus chers.
Lors du choix d’un contrôleur, il est important de prendre en compte des facteurs tels que la précision, la fiabilité, les exigences de maintenance et le coût.
Le type de contrôleur choisi dépendra des besoins spécifiques de l’installation et du degré de contrôle requis sur les paramètres de qualité de l’eau.
HI510 • HI520
Régulateurs de processus universels à une ou deux voies
HI510 et HI520 sont des contrôleurs de processus avancés qui peuvent être configurés pour des applications nécessitant la surveillance et/ou le contrôle de quatre principaux paramètres d’analyse de l’eau : pH, ORP, conductivité et oxygène dissous.
Ces contrôleurs disposent d’une ou plusieurs entrées de sonde numérique qui détectent et mettent à jour automatiquement le contrôleur avec le paramètre qu’il mesure.
HI520 est le premier contrôleur de processus à double entrée de Hanna qui accepte pratiquement toutes les combinaisons de sondes compatibles. Conçu pour s’adapter aux exigences de contrôle de processus uniques, les utilisateurs ont la possibilité d’activer ou de désactiver chaque canal indépendamment.
De plus, HI520 introduit un contrôle industriel amélioré en exploitant un système de boucle de contrôle dans lequel les utilisateurs ont la possibilité d’exécuter le contrôle des canaux indépendamment ou de le configurer pour qu’il soit déclenché séquentiellement lorsqu’ils atteignent le ou les points de consigne de l’autre canal (1, 2 ou les deux).
L’appareil exploite un canal logique avec des fonctions mathématiques intégrées. Cette fonction est destinée lorsque le contrôleur fonctionne comme un analyseur pour surveiller les niveaux de paramètres haut/bas entre deux entrées identiques avec des configurations de mesure identiques.
Ces contrôleurs de processus universels offrent des options de montage mural, sur tuyau et sur panneau et disposent d’un grand écran à matrice de points rétroéclairé pour une visualisation facile et fournissent une interface intuitive pour les options de configuration.
mur d’offre
tuyau
panneau
Les contrôleurs utilisent des LED multicolores pour une visualisation facile de l’état de l’instrument, y compris l’activation du relais, en mode alarme ou en état de maintien. Toutes les opérations de programmation sont effectuées via le clavier en caoutchouc vulcanisé à profil bas ou avec une connexion RS485 à un ordinateur de supervision compatible Modbus.
⇒ Boîtier étanche IP65 (NEMA 4X)
⇒ Grand écran LCD rétroéclairé
⇒ Indicateurs d’état LED multicolores
⇒ Alarme auditive
⇒ Clavier caoutchouté tactile
⇒ Montage universel
⇒ Sonde numérique universelle Hanna pH, ORP, EC, OD, opOD
Augmentez l'efficacité de vos tests d'eau avec notre NOUVEAU contrôleur de processus universel à double canal HI520
Entrées numériques
- Deux entrées numériques pour les fonctions de déclenchement, de nettoyage et de maintien à distance
Sorties analogiques
- Jusqu’à 4 sorties analogiques et 5 relais utilisés pour le contrôle et pour envoyer un signal aux enregistreurs de données, PLC, SCADA et autres systèmes de surveillance à distance
- 0-20 mA ou 4-20 mA
- Évolutif dans la sélection des valeurs de la gamme
- Peut être utilisé pour le contrôle des pompes et des vannes
- L’état d’alarme peut émettre un signal de 22 mA vers le système de surveillance
Communication numérique
- L’unité compatible Modbus peut être intégrée dans un réseau basé sur Modbus et connectée à d’autres appareils électroniques industriels.
Les tâches suivantes peuvent être accomplies à distance :- Surveillance, à l’aide de l’écran LCD virtuel (limité à une seule télécommande dans tout le réseau)
- Installer
- Chargement du fichier de configuration d’installation sur un contrôleur
- Sortie numérique RS485 pour la connectivité PC et autres appareils
Relais
- Jusqu’à 5 relais électromécaniques de contrôle et 1 d’alarme
- Fusibles 5A remplaçables pour protéger tous les relais
- Borniers extractibles pour un câblage aisé
- Les options de relais incluent unipolaire bidirectionnel (SPDT) et unipolaire unidirectionnel (SPST)
- Les relais de contrôle peuvent être programmés pour :
- Allumé éteint,
- Proportionnelle,
- Contrôle PID
- Nettoyage
- Fonctions de maintien
- Relais d’alarme configurable
- Les borniers des relais et leurs chemins de câbles sont séparés de la section basse tension pour plus de sécurité
Sondes intelligentes industrielles compatibles avec les contrôleurs de processus universels HI510 - HI520
pH et température
Séries HI1006-18 et HI1016-18, conçues pour les environnements de process à faible conductivité ou basse température
Redox et température
Ces sondes ORP industrielles intelligentes sont utilisées pour mesurer le rapport des espèces oxydées aux espèces réduites dans le processus.
Avec le Hanna Instruments HI510, ils peuvent surveiller et contrôler les produits chimiques de désinfection ou suivre et contrôler une réaction critique d’oxydation ou de réduction.
Série de capteurs platine HI2004-18 et HI2014-18, conçues pour fournir la meilleure réponse sur une large gamme d’applications
Conductivité et température
Recommandée pour les applications d’eau propre et non corrosive, la série HI7630-28 peut être étalonnée à l’aide d’un standard avec une valeur proche de la valeur de mesure.
La série HI7630-48 fournit une mesure exceptionnellement stable sur une large plage de mesure et ne nécessite pas d’étalonnage fréquent.
Les sondes peuvent être installées directement en ligne, immergées dans un réservoir ou une cuve à circulation. Les sondes de conductivité conviennent à la mesure continue de la conductivité et des paramètres associés requis dans des applications telles que le traitement de l’eau, l’eau potable, le condensat d’eau d’alimentation ou d’autres applications d’eau propre.
Oxygène dissous galvanique
La série HI7640-18 sont des sondes à oxygène de style galvanique conçues pour être utilisées avec le contrôleur de processus universel Hanna Instruments HI510.
La sonde est adaptée à la mesure continue de l’oxygène dissous dans l’eau.
Un capteur de température intégré mesure la température de l’eau et ajuste le signal de la sonde sur la plage de température spécifiée.
Le résultat est une mesure fiable de la concentration en oxygène dissous (OD) ou du pourcentage de saturation.
Adaptée aux applications de contrôle dans le traitement des eaux usées municipales et industrielles, la sonde peut être installée directement en ligne, immergée dans un réservoir ou dans une installation de cellule d’écoulement.
Oxygène dissous optique
Série HI7640-58 sont des sondes optiques d’oxygène dissous avec HI764113-1 OD Smart Caps pour les mesures d’oxygène dissous.
Lorsqu’il est associé au contrôleur, le système fournit des mesures d’OD précises auto-compensées pour la pression barométrique, la salinité (réglée manuellement) et la température.
Adaptée aux applications de contrôle dans le traitement des eaux usées municipales et industrielles, où l’optimisation du transfert d’oxygène est un élément clé, la sonde peut être installée directement en ligne, immergée dans un réservoir ou dans une installation de cellule d’écoulement.
- Smart Cap calibré en usine
- Faible maintenance (pas de recharge d’électrolyte ni de remplacement de membrane)
- Fiabilité de mesure indépendante du débit
- Temps de réponse réduit
- Lectures stables même lorsque la concentration en oxygène est faible
Les sondes peuvent être installées directement dans le réservoir avec des porte-électrodes spécialement conçus
HI60501
Porte-électrodes à immersion
Le HI60501 est un porte-électrode pour une installation en immersion pour réservoirs, récipients, bains et canaux ouverts. Cette électrode est fabriquée en PVC robuste et peut résister à la plupart des produits chimiques.
5. Installation et maintenance des contrôleurs de processus
Les contrôleurs pH/EC/ORP/OD sont bénéfiques pour la surveillance des effluents d’eau, mais il est impératif d’assurer leur installation et leur entretien appropriés pour garantir des mesures précises.
Techniques d'installation appropriées pour assurer des mesures précises
Le processus d’installation des contrôleurs pH/EC/ORP/ODdoit être effectué par un technicien professionnel et expérimenté. Ils doivent s’assurer que les sondes du capteur sont placées dans des positions adéquates et fixées correctement pour éviter tout dommage potentiel. De plus, il est crucial de s’assurer que les capteurs pH, ORP, EC et OD sont correctement calibrés avant de commencer le processus de surveillance.
Conseils pour l'entretien des contrôleurs pH/EC/ORP/OD
Les contrôleurs pH/EC/ORP/OD nécessitent un entretien approprié pour fonctionner correctement. L’un des aspects essentiels de l’entretien de ces contrôleurs est le nettoyage des sondes des capteurs. Les dépôts d’eaux usées peuvent s’accumuler sur les capteurs et affecter leur précision. De plus, l’étalonnage périodique des contrôleurs peut aider à maintenir leur précision. Ces contrôleurs sont des appareils électroniques, il est donc essentiel de s’assurer qu’ils sont protégés contre les interférences électriques et les surtensions pour éviter tout dommage.
6. Avantages de la surveillance des effluents aquatiques pour l'environnement
La surveillance des effluents d’eau à l’aide de contrôleurs pH/EC/ORP/OD est bénéfique pour l’environnement de plusieurs manières.
Protéger les sources d'eau et la vie aquatique
La surveillance des effluents aqueux permet de s’assurer que les rejets d’eaux usées des stations d’épuration respectent les normes réglementaires et ne nuisent pas à l’écosystème aquatique. Les contrôleurs pH/EC/ORP/OD surveillent les niveaux de pH, EC, ORP et OD pour prévenir la contamination des sources d’eau naturelles.
Réduire la pollution et son impact sur l'environnement
La surveillance des effluents d’eau aide à garder les voies navigables propres en réduisant la pollution provenant des rejets d’eaux usées. En surveillant attentivement les effluents, les organismes de réglementation gouvernementaux peuvent tenir les industries responsables et appliquer les réglementations.
La prévention de l’eutrophisation des eaux usées fait référence aux mesures prises pour réduire ou prévenir les impacts négatifs d’une charge excessive de nutriments dans les masses d’eau due au rejet des eaux usées.
L’excès de nutriments provenant des eaux usées traitées ou non traitées peut provoquer la croissance et la prolifération d’algues et d’autres organismes, entraînant un épuisement des niveaux d’oxygène dans les plans d’eau, ce qui entraîne la mort de poissons et la destruction des habitats aquatiques. L’incapacité à prévenir une telle pollution pourrait entraîner des coûts énormes en dommages environnementaux et en risques pour la santé publique.
Pour prévenir ces dommages, diverses technologies sont utilisées pour un traitement efficace des déchets avant leur rejet dans les milieux aquatiques, tandis que les paramètres de qualité de l’eau sont également surveillés régulièrement par les organismes de réglementation.
Des cadres politiques efficaces tels que des normes de rejet d’effluents appropriées sont mis en place avec une mise en œuvre stricte pour une conformité stricte par les industries qui génèrent des eaux usées avant de les rejeter dans les eaux de surface.
Effet d'eutrophisation sur la pisciculture dans le monde
7. Conclusion
L’avenir des équipements de surveillance est prometteur, l’accent étant de plus en plus mis sur la réduction de la pollution de l’eau et l’amélioration de la qualité de l’eau. L’utilisation du contrôle de processus continuera de croître et les développements futurs permettront une surveillance plus efficace et plus précise, contribuant ainsi à protéger notre environnement.
En conclusion, la surveillance des effluents aqueux est devenue une pratique essentielle pour la surveillance des eaux usées et des eaux de surface.
Les avantages de l’utilisation de contrôleurs sont nombreux, notamment la surveillance en temps réel, des mesures précises et un risque environnemental réduit.
En mettant en œuvre les bonnes techniques d’installation et d’entretien, nous pouvons assurer la longévité et l’efficacité des équipements.
Au fur et à mesure que la technologie évolue, nous pouvons nous attendre à l’émergence de systèmes encore plus avancés, conduisant à une surveillance encore plus complète des effluents d’eau.
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AUTEUR :Nives Vinceković Budor, dipl.kem.ing.
SOURCES: https://otpadnevode.hannainst.hr/
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